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STEM理念下實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)

成都藍(lán)港外國語學(xué)校  趙煥煥

在快速發(fā)展的科技時(shí)代，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力已成為教育改革的關(guān)鍵目標(biāo)。基于STEM（科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)）理念的教學(xué)方法，通過創(chuàng)新的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，激發(fā)學(xué)生的探究欲望和創(chuàng)造力。這種跨學(xué)科的學(xué)習(xí)模式，不僅讓學(xué)生在實(shí)踐中運(yùn)用知識(shí)，更促進(jìn)了他們的合作精神與批判性思維。因此，探索基于STEM理念的實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新教學(xué)對(duì)初中學(xué)生實(shí)踐能力的影響，具有重要的教育意義和現(xiàn)實(shí)價(jià)值。

一、STEM理念在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的實(shí)施現(xiàn)狀與挑戰(zhàn)

STEM教育理念的推廣正在全球范圍內(nèi)逐步展開，尤其在初中教育階段，許多學(xué)校開始探索將STEM理念融入實(shí)驗(yàn)教學(xué)。當(dāng)前，基于STEM的實(shí)驗(yàn)教學(xué)已成為提升學(xué)生綜合素質(zhì)和實(shí)踐能力的重要途徑。許多學(xué)校在STEM實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)施上已經(jīng)取得了一定的進(jìn)展，教學(xué)內(nèi)容逐漸向科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)四個(gè)領(lǐng)域整合發(fā)展，教學(xué)方法也逐步實(shí)現(xiàn)多樣化。實(shí)驗(yàn)課程設(shè)計(jì)通常圍繞真實(shí)世界的問題展開，使學(xué)生能夠在實(shí)際情境中運(yùn)用所學(xué)知識(shí)。這種方法不僅增強(qiáng)了學(xué)生的動(dòng)手能力，還提高了他們的團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神和解決問題的能力。然而，實(shí)施STEM教育理念的過程并非一帆風(fēng)順。許多學(xué)校在資源配置和教師培訓(xùn)方面面臨困難。許多地區(qū)的教育資源有限，缺乏足夠的實(shí)驗(yàn)設(shè)備和材料，影響了實(shí)驗(yàn)課程的開展。此外，教師在STEM教育理念的理解和應(yīng)用上也存在不足，部分教師仍然習(xí)慣于傳統(tǒng)的教學(xué)方法，缺乏創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的意識(shí)；在教學(xué)評(píng)價(jià)方面，現(xiàn)行的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)未能有效體現(xiàn)STEM教育的核心價(jià)值，導(dǎo)致教師在教學(xué)中難以平衡知識(shí)傳授與能力培養(yǎng)的關(guān)系。這一現(xiàn)象不僅影響了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，也制約了STEM實(shí)驗(yàn)教學(xué)的深入開展。

二、創(chuàng)新教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)踐能力提升的有效策略

課程整體構(gòu)建是設(shè)計(jì)創(chuàng)新教學(xué)的基礎(chǔ)。通過將科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)四個(gè)領(lǐng)域有機(jī)結(jié)合，教師可以設(shè)計(jì)出以項(xiàng)目為導(dǎo)向的綜合性學(xué)習(xí)活動(dòng)。例如，可以圍繞特定的社會(huì)問題，設(shè)定相關(guān)的項(xiàng)目任務(wù)，讓學(xué)生在解決實(shí)際問題的過程中運(yùn)用所學(xué)知識(shí)。在課程構(gòu)建中，教師還應(yīng)注重跨學(xué)科的協(xié)作，通過多學(xué)科的結(jié)合，提升學(xué)生的綜合思維能力。多樣化的教學(xué)方法是促進(jìn)實(shí)踐能力提升的重要策略。傳統(tǒng)的講授式教學(xué)往往使學(xué)生處于被動(dòng)學(xué)習(xí)的狀態(tài)，而采用探究式、合作式和游戲化等教學(xué)方法，可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和參與感。

評(píng)估體系的創(chuàng)新同樣是提升學(xué)生實(shí)踐能力的重要組成部分。傳統(tǒng)的評(píng)估方式往往注重理論知識(shí)的掌握，而對(duì)實(shí)踐能力的評(píng)估較為薄弱。創(chuàng)新的評(píng)估體系應(yīng)包含過程性評(píng)價(jià)和結(jié)果性評(píng)價(jià)。在過程性評(píng)價(jià)中，教師可以通過觀察學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中的表現(xiàn)、參與度和團(tuán)隊(duì)協(xié)作情況，給予即時(shí)反饋，幫助學(xué)生改進(jìn)學(xué)習(xí)策略。在結(jié)果性評(píng)價(jià)中，學(xué)生的實(shí)踐成果、創(chuàng)新設(shè)計(jì)和解決方案等都應(yīng)成為評(píng)估的重要依據(jù)。此外，教師還可以引入自我評(píng)估和互評(píng)的方式，讓學(xué)生參與到評(píng)價(jià)中，促進(jìn)他們對(duì)自身學(xué)習(xí)過程的反思。在教學(xué)設(shè)計(jì)中，借助現(xiàn)代科技手段也能有效提升實(shí)踐能力。利用虛擬實(shí)驗(yàn)室、在線協(xié)作平臺(tái)和教育軟件等工具，可以為學(xué)生提供更為豐富的實(shí)驗(yàn)體驗(yàn)和學(xué)習(xí)資源。通過模擬實(shí)驗(yàn)，學(xué)生可以在無風(fēng)險(xiǎn)的環(huán)境中進(jìn)行探索和嘗試，從而增強(qiáng)實(shí)踐能力。此外，在線協(xié)作平臺(tái)能夠促進(jìn)學(xué)生之間的交流與合作，使他們?cè)诓煌攸c(diǎn)也能共同參與項(xiàng)目，提升團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力和溝通能力。

三、基于STEM實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果評(píng)估與成功案例分析

傳統(tǒng)的評(píng)估方法多以書面考試為主，往往忽視了學(xué)生在實(shí)際操作中的表現(xiàn)。在STEM實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，采用多元化的評(píng)估方式顯得尤為重要。過程性評(píng)估通過觀察學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中的表現(xiàn)、團(tuán)隊(duì)合作及其對(duì)問題的解決能力，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)并糾正學(xué)習(xí)中的不足。此外，結(jié)果性評(píng)估不僅僅是對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的評(píng)判，更應(yīng)關(guān)注學(xué)生在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)施過程中的創(chuàng)新與思考。比如，教師可以通過學(xué)生提交的項(xiàng)目報(bào)告、實(shí)驗(yàn)成果展示以及口頭匯報(bào)等形式，全面評(píng)估學(xué)生的綜合能力。在成功案例分析中，一些學(xué)校的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)為STEM實(shí)驗(yàn)教學(xué)的推廣提供了有益的借鑒。例如，某初中通過開展“環(huán)保科技創(chuàng)新大賽”，鼓勵(lì)學(xué)生針對(duì)當(dāng)?shù)氐沫h(huán)保問題進(jìn)行研究與實(shí)驗(yàn)。學(xué)生分組合作，圍繞水質(zhì)檢測(cè)、空氣凈化等主題，設(shè)計(jì)并實(shí)施實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。該活動(dòng)不僅提升了學(xué)生的實(shí)踐能力，也激發(fā)了他們的創(chuàng)新思維和社會(huì)責(zé)任感。比賽結(jié)束后，教師通過展示與評(píng)比，客觀評(píng)估了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)成果和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，取得了良好的教學(xué)效果。

展望未來，基于STEM理念的實(shí)驗(yàn)教學(xué)將持續(xù)深化，成為培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力與創(chuàng)新思維的重要途徑。隨著教育技術(shù)的不斷進(jìn)步，虛擬實(shí)驗(yàn)室和在線協(xié)作平臺(tái)等工具的引入，將為STEM教學(xué)帶來更豐富的學(xué)習(xí)體驗(yàn)。同時(shí)，教師的專業(yè)發(fā)展和課程的持續(xù)優(yōu)化，將進(jìn)一步提升教學(xué)質(zhì)量。未來，期待通過跨學(xué)科的合作與創(chuàng)新，全面激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)潛力，培養(yǎng)出更多適應(yīng)社會(huì)需求的高素質(zhì)人才。

（作者系成都藍(lán)港外國語學(xué)校教師，該文于2024年在《中國教師》發(fā)表，并獲得國家級(jí)優(yōu)秀論文一等獎(jiǎng)）